Obtaining pairs of low/normal-light videos, with motions, is more challenging than still images, which raises technical issues and poses the technical route of unpaired learning as a critical role. This paper makes endeavors in the direction of learning for low-light video enhancement without using paired ground truth. Compared to low-light image enhancement, enhancing low-light videos is more difficult due to the intertwined effects of noise, exposure, and contrast in the spatial domain, jointly with the need for temporal coherence. To address the above challenge, we propose the Unrolled Decomposed Unpaired Network (UDU-Net) for enhancing low-light videos by unrolling the optimization functions into a deep network to decompose the signal into spatial and temporal-related factors, which are updated iteratively. Firstly, we formulate low-light video enhancement as a Maximum A Posteriori estimation (MAP) problem with carefully designed spatial and temporal visual regularization. Then, via unrolling the problem, the optimization of the spatial and temporal constraints can be decomposed into different steps and updated in a stage-wise manner. From the spatial perspective, the designed Intra subnet leverages unpair prior information from expert photography retouched skills to adjust the statistical distribution. Additionally, we introduce a novel mechanism that integrates human perception feedback to guide network optimization, suppressing over/under-exposure conditions. Meanwhile, to address the issue from the temporal perspective, the designed Inter subnet fully exploits temporal cues in progressive optimization, which helps achieve improved temporal consistency in enhancement results. Consequently, the proposed method achieves superior performance to state-of-the-art methods in video illumination, noise suppression, and temporal consistency across outdoor and indoor scenes.


翻译:获取具有运动信息的低光照/正常光照视频对,比静态图像更具挑战性,这引发了技术难题,并使非配对学习技术路线成为关键角色。本文致力于在不使用配对真实值的情况下进行低光照视频增强的学习研究。与低光照图像增强相比,低光照视频增强更为困难,原因在于空间域中噪声、曝光和对比度的交织效应,以及保持时间一致性的需求。为应对上述挑战,我们提出了展开分解非配对网络(UDU-Net),通过将优化函数展开为深度网络,将信号分解为空间和时间相关因子并进行迭代更新。首先,我们将低光照视频增强建模为具有精心设计的空间和时间视觉正则化的最大后验估计问题。随后,通过问题展开,空间和时间约束的优化可分解为不同步骤,并以分阶段方式更新。从空间角度,设计的内部子网络利用来自专业摄影修图技巧的非配对先验信息来调整统计分布。此外,我们引入了一种集成人类感知反馈以指导网络优化的新机制,抑制过曝/欠曝情况。同时,为从时间角度解决问题,设计的交互子网络在渐进优化中充分利用时间线索,有助于在增强结果中实现更好的时间一致性。因此,所提方法在室内外场景的视频光照、噪声抑制和时间一致性方面均优于现有先进方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年10月4日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
VIP会员
最新内容
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:36
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
5+阅读 · 今天11:13
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:19
人工智能即服务与未来战争(印度视角)
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:57
《美国战争部2027财年军事人员预算》
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:44
伊朗战争中的电子战
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:04
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
8+阅读 · 今天3:12
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员